通过从采用炼焦煤到采用绿氢和可再生能源生产的技术转型，是实现无二氧化碳钢铁生产的最佳途径。一些寻求转型的先行者提出了气候中和钢产品生产的方法，全球主要钢铁企业目前正为转向低碳生产做出不断努力。

安赛乐米塔尔采用Midrex工艺：Midrex直接还原工艺是由美国米德兰-罗斯集团于20世纪60年代开发的，于1974年被德国钢铁大亨Willy Korf收购，并建立了采用Midrex直接还原技术生产炼钢原料的欧洲第一家电工钢厂，即今天的安赛乐米塔尔集团汉堡钢厂。在Midrex工艺中，铁矿石在竖炉中被还原成固体海绵铁，使用从天然气和工业气体中获得的一氧化碳和氢气混合的还原气体。这种直接还原铁与废钢和其他添加剂一起在电炉中冶炼成钢。为了用氢气代替化石燃料天然气来生产直接还原铁，安赛乐米塔尔正在汉堡钢厂建造另一座Midrex直接还原铁厂。该示范性直接还原铁厂将首先使用天然气生成的灰氢生产直接还原铁；而向用可再生能源生产绿氢的转化则将取决于以具有成本竞争力的方式获得充足的氢气。

萨尔茨吉特公司使用Energiron工艺：与Midrex工艺竞争的是Energiron工艺，这是由冶金设备制造商特诺恩公司和达涅利公司联合开发的直接还原技术。德国的萨尔茨吉特公司采用了这一工艺。在一份签订日期为2022年3月的意向书中，该公司宣布有意建设一座直接还原铁厂，产能为210万吨/年，采用Energiron工艺用于未来直接还原铁的工业生产。

额定产能为100千克/小时的直接还原铁厂使用氢气和天然气作为还原剂，证明了Energiron技术在还原剂（包括100％氢气）选择方面的灵活性。该工艺生产的直接还原铁既可用于高炉生产炼铁以节省喷煤，也可直接用于该公司Peine钢厂的电炉。这家德国第三大钢铁生产商的SALCOS项目（萨尔茨吉特低碳钢铁项目）通过几个步骤将钢铁生产从高炉转变到通过直接还原方式。该公司计划从2025年开始的第一步，二氧化碳排放量将减少30％；从2030年开始第二步，计划减少50％二氧化碳排放；到2045年至少减少95％的排放。最初将使用天然气作为还原剂实现直接减排二氧化碳，在不久的将来，还将使用基于公司内部风电电解生产的绿氢作为还原剂。为了在2045年完成转型，钢水将由使用绿氢生产的直接还原铁和使用绿电的电炉进行生产。

蒂森克虏伯公司新技术生产气候中和钢：蒂森克虏伯位于德国杜伊斯堡的欧洲最大钢铁厂排放的二氧化碳，占德国二氧化碳排放量的2.5％，相当于每年德国国内航空业二氧化碳排放量的10倍。

与其他钢铁生产企业不同，蒂森克虏伯公司不打算在新建的电炉钢厂中采用来自直接还原铁厂的固体海绵铁，而是在现有的氧气转炉中冶炼直接还原铁。为此，蒂森克虏伯钢铁公司开发了一项新技术--大约500℃的热态固体海绵铁不是要先冷却，而是在一座创新的利用电能的熔炼单元（SAF）熔化直接还原铁生产铁水。生成的熔融生铁可以像以前的高炉生铁一样，在炼钢厂加入废钢和添加剂的转炉中冶炼成钢。生产流程中，高炉被配有熔炼单元的直接还原铁厂代替，而钢厂其余的生产设备保持不变。采用这一方式的好处之一是炼钢方式不必改变。而如果转换到使用电炉炼钢时，公司所生产的2500个钢种的冶炼工艺则必须进行调整。到2030年，蒂森克虏伯公司希望减少30％的二氧化碳排放量，大约600万吨。

SSAB将生产世界上第一个气候中和钢：2021年8月，瑞典SSAB公司称，作为其HYBRIT项目的一部分，该公司在一家中试厂生产出了世界上第一个气候中和钢，并向汽车制造商沃尔沃公司交付了第一批试验钢板。HYBRIT项目是SSAB公司与瑞典球团矿生产商LKAB公司和能源供应商Vattenfall公司联合实施的一个开发项目。到2026年，SSAB公司希望为市场提供商业规模生产的气候中和钢。届时，SSAB公司Oxelo⁃ sund钢厂的高炉路线有望转型为基于HYBRIT项目绿色氢气生产直接还原铁工艺，以及在电炉中用直接还原铁进行炼钢。

目前梅赛德斯-奔驰已成为其用户。气候中和钢将有望尽早引入汽车生产。SSAB使用的内部名称为“无化石”钢车身的第一个部件已经计划在2022年使用。据称，在2039年之前，梅赛德斯-奔驰的新乘用车型将在整个价值链中实现二氧化碳中和。

奥钢联与普锐特和西门子在混合动力技术的合作：在奥地利，通过启动Greentec钢铁项目，奥钢联决定从采用基于煤炭的高炉技术转向基于绿色能源的电炉技术。这项使用电炉的混合技术的第一步是到2030年将二氧化碳排放量减少30％，即每年减少约300万至400万吨二氧化碳排放，相当于奥地利每年二氧化碳排放量的5％。为了到2050年实现二氧化碳中和生产的目标，奥钢联希望在钢铁生产过程中逐步增加绿色能源和氢气的使用，以及增加气候中和产品海绵铁（直接还原铁或热压块铁）的使用。2022年夏季，奥钢联林茨钢厂和多纳维茨钢厂的基础设施改造开始，2027年初，林茨钢厂和多纳维茨钢厂将各有一座电炉投入使用。

Saarstahl与Paul Wurth合作的法国氢基钢厂项目：在法国敦刻尔克市，LIBERTY钢铁集团和SHSStahl-Hol ding-Saar计划与冶金装备制造商Paul Wurth（西马克集团子公司）合作建立一家氢基钢铁联合企业。这家位于法国海岸的氢基钢厂的优势在于，除了可以获得风电之外，还可以长期获得低成本的核能。最初，直接还原铁厂将使用氢气和天然气的混合物作为生产直接还原铁和热压块铁的还原剂，在电解装置建设完成后，将改用100％的氢气作为还原剂。生产的直接还原铁/热压块铁将主要用于LIBERTY钢铁集团法国Ascoval钢厂的电炉炼钢，剩余的将用于该公司位于捷克的Ostrava钢厂和罗马尼亚Gal ati钢厂以及SHS集团位于德国的Dillinger钢厂和Saarstahl钢厂。

未来--钢铁生产电冶金：马克斯-普朗克钢铁研究所的专家相信，电冶金具有更大的发展潜力。未来，用绿色能源直接电解铁矿石可以代替用氢气生产生铁--类似于原铝的生产。一直以来，铝就是用电能生产的，如今，电解铝生产所需的电能已经部分来自可再生能源，如水力发电。在电解铝生产中，是由氧化铝作为原料生产的，而氧化铝以前是通过氧化铝矾土生产的。

波士顿金属公司无氢电解生产气候中和钢：美国波士顿金属公司认为，铁矿石的电冶金电解技术不久将达到市场成熟水平。衍生自麻省理工学院的波士顿金属公司希望通过其熔融氧化物电解（MOE）工艺来优化无二氧化碳排放钢的生产过程。MOE工艺取消了生产绿氢以还原铁矿石的中间步骤，而是使用直流电在大约1600℃的这一步工艺中从铁矿石中分离出氧化物。在熔融氧化物电解法中，MOE电解槽内充满铁矿石和液体电解质。再将惰性金属阳极浸入这种含铁矿石的混合物中，引入直流电熔化铁矿石。波士顿金属公司称，其结果是获得一种干净、高纯度的钢水，可以直接用于钢包精炼。

波士顿金属公司希望最早在2023年开始在中试工厂生产铁合金，最迟在2025年发布钢铁生产示范装置。预计在本世纪下半叶开始铁矿石电冶金电解技术商业化的钢铁生产。

（内容来源于世界金属导报）